JP4317032B2 - Vehicle rollover detection system - Google Patents
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Description
車両のロールオーバが発生する場合、特に頭部接触時間(head closure time)が比較的短い種類のロールオーバにおいて、頭部が車両のインテリアと最初に接触する以前に、例えばシートベルトプリテンショナ、エアバッグまたはロールカーテンなどの関連する安全拘束アクチュエータを展開する時間余裕をもって、車両のロールオーバの判別を可能にする車両ロールオーバ検出システムが要求されている。例えば、ロールオーバの事象によっては、車両が完全にロールオーバするかどうかを、ロール回転事象の物理法則から確実に判断できる以前に、頭部接触が生じてしまうことがある。またロールオーバが比較的低速の事象か、あるいは比較的高速の事象であるかに応じて、車両のロールオーバを十分迅速に判別するロバストな車両ロールオーバ検出システムに対する要求もある。
図1aを参照すると、車両12にロールオーバ検出システム10が搭載されている。車両12は、局所デカルト座標系で示してあり、X軸は前方を正とした車両の縦方向軸と一致し、またY軸は左方向を正とした車両の横方向軸と、Z軸は上向きを正とした車両の垂直軸と一致している。車両12の質量をMとすると、それに対応する重心CGは、地上からZ0の高さに位置している。図では車両12は、障害物14に向かってY軸負方向に、速度Uでスライドしている。
When a vehicle rollover occurs, especially in a type of rollover with a relatively short head closure time, before the head first contacts the vehicle interior, for example, a seat belt pretensioner, air There is a need for a vehicle rollover detection system that allows vehicle rollover discrimination with time to deploy an associated safety restraint actuator such as a bag or roll curtain. For example, depending on the rollover event, a head contact may occur before it can be reliably determined from the physical laws of the roll rotation event whether the vehicle will roll over completely. There is also a need for a robust vehicle rollover detection system that determines vehicle rollover sufficiently quickly depending on whether the rollover is a relatively slow or relatively fast event.
Referring to FIG. 1 a, a
図1bを参照すると、車両12の1つまたは複数の車輪16が障害物14と係合すると、そこから発生する反力Fによって、車両12はトリップポイント13に対してX軸回りに、時間変化する角速度ωx(t)で回転し、これによって時間変化する角度位置θ(t)を生じる。ここで関連する回転軸回りの車両12の慣性モーメントはIxであり、この回転軸はX軸と平行でトリップポイント13と交叉する。車両12の回転によって、重心CGの高さZCGは、障害物14との接触の以前の高さZ0に対して増大し、これによって車両12の位置エネルギ
図2を参照すると、ロールオーバ検出システム10は、横加速度計18と角速度センサ20を備え、これらは必要条件ではないが、車両12の重心CGに近接して装着するのが好ましい。横加速度計18は、局所Y軸に沿った、時間変化する横加速度成分Ay(t)に応答性を有する。例えば、横加速度計18は、少なくとも1軸の感度を有するマイクロマシン加工による加速度計など、局所Y軸に実質的に一致する1つの感度軸を有する加速度計でもよい。角速度センサ20、例えばジャイロスコープは、局所X軸回りの角速度の時間変化成分に応答性を有するように、方位が決められる。横加速度計18と角速度センサ20は、それぞれのフィルタ22、24に動作可能に接続され、それぞれの信号Ay(t)およびωx(t)を、メモリ28を有するプロセッサ26で処理するために、これらのフィルタでフィルタリングする。これらのフィルタ22、24は、当業者には知られているように、プロセッサ26と分離式にしても、組み込み式にしてもよく、またアナログ式でもデジタル式でも、あるいはその組合せでもよいことを理解すべきである。またフィルタ22、24はそれぞれの横加速度計18または角速度センサ20の部分となるように適合させてもよい。
Referring to FIG. 2, the
プロセッサ26は、それぞれのフィルタリングされた信号
図3を参照すると、車両のロールオーバを検出して、例えば図2に示した装置によって、1つまたは複数の関連する安全拘束アクチュエータ30の作動を制御するロールオーバ検出アルゴリズム100の一実施態様には、データ収集および処理アルゴリズム150、測度アルゴリズム(measures algorithm)300.1、エネルギアルゴリズム300.2、安全化アルゴリズム200、およびそれに応じて安全拘束アクチュエータ(1つまたは複数)30の作動を制御する信号342を生成する、関連するロジック330’、340の組合せが含まれる。
測度アルゴリズム300.1は、ロールオーバ状態を検出するのに、経験則的な、時間域判別処理を使用しており、通常車両の大きな横方向作用力を伴い、比較的速い頭部接触時間(例えば<250msec)を特徴とする、ほとんどのロールオーバ事象に対して、展開時間を短縮する上で有利である。測度アルゴリズム300.1では、フィルタリングされた
The measure algorithm 300.1 uses an empirical time domain discrimination process to detect the rollover condition, usually with a large lateral force of the vehicle, and a relatively fast head contact time ( For most rollover events characterized by <250 msec), for example, it is advantageous in reducing deployment time. In measure algorithm 300.1, filtered
エネルギアルゴリズム300.2は、車両のロールオーバ発生過程に関する物理則に基づいて、位相空間判別処理を使用して、ロールオーバ状態を検出するものであり、主として車両の垂直方向力または車両12に対する低い横方向力によって生ずる低速のロール事象に対する信頼性のある展開判断をする上で有利である。エネルギアルゴリズム300.2は、フィルタリングされた角速度信号を利用して、車両12のロール状態を同定し、その瞬間的な全エネルギ(回転運動エネルギと位置エネルギ)と、関連する平衡点を超えて車両をロール回転させるのに要するエネルギとを比較する。エネルギアルゴリズム300.2は、関連する入口基準および出口基準に、フィルタリングされた
図3には測度アルゴリズム300.1とエネルギアルゴリズム300.2とを組み合わせて使用する場合を示しているが、このことは本質的ではなく、いずれのアルゴリズムも単独で使用することもできることを理解すべきである。しかしながら、アルゴリズムを組み合わせることによって、関連するロールオーバ検出システム10のロバスト性を増大させることができる。この理由は、例えば「縁石走行(curb-trip)」状態のような状態においては、測度アルゴリズム300.1は、エネルギアルゴリズム300.2よりも迅速な判別を実施できるが、これに対して「螺旋状(corkscrew)」、「ランプ状(ramp)」、または「フリップ状(flip)」などのその他の状態においては、エネルギアルゴリズム300.2の方が、測度アルゴリズム300.1よりも迅速な判別が可能である。
測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2は、互いに独立であるが両者とも、データ収集および処理アルゴリズム150からのフィルタリングされた共通のデータ、すなわちフィルタリングされた
The measure algorithm 300.1 and the energy algorithm 300.2 are independent of each other, but both are filtered common data from the data collection and
安全化アルゴリズム(safing algorithm)200は、1つまたは複数の対応する安全化拘束アクチュエータ30を展開可能にするために満たさなくてはならない、フィルタリングされた
ロールオーバ検出アルゴリズム100の作動に際して、データ収集および処理アルゴリズム150からのデータに応じて、測度アルゴリズム300.1または(OR330’)エネルギアルゴリズム300.2が車両のロールオーバ状態を検出し、かつ(AND340)安全化アルゴリズム200が関連する独立の安全化条件が満たされると判断した場合、ステップ(350)において、車両12が実際にロールオーバするかしないにかかわらず、そのロールオーバ事象によって起こり得る関連する車両の乗員への傷害を軽減するために、1つまたは複数の安全拘束アクチュエータ30が展開される。
以下に図3〜7に示すフローチャートを参照して、データ収集および処理アルゴリズム150、安全化アルゴリズム200、測度アリゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2について説明する。図6は、測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2の両方の一般的なアルゴリズム構造のフローチャートを示しており、測度アルゴリズム300.1とエネルギアルゴリズム300.2の個々の詳細は図8a〜8cに表で示してある。アルゴリズムは数学的に記述してあり、応用例に特有の定数についてはパラメータを用いており、これらのパラメータを、特定の種類の車両について例となる数値とあわせて、図9aおよび9bに示してある。これらのパラメータは通常、例えば車両プラットフォームなどの特定の応用例に適合させるものであること、また図9aおよび9bに示すパラメータの具体的な数値は説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではないことはいうまでもない。
In operation of
The data collection and
図4を参照すると、データ収集および処理アルゴリズム150は、ステップ(152)において横加速度計18から横加速度成分Ayの計測値を取得し、ステップ(158)において角速度センサ20から縦方向角速度ωxすなわちロール角速度の計測値を取得する。100回以上のロールオーバ試験のデータから、ロールオーバに伴う角速度ωxすなわちロール角速度は、一般に±300度/秒
横加速度計18および角速度センサ20それぞれからの、横加速度成分Ayおよび角速度ωxの生データは、それぞれステップ(156)および(162)において、それぞれのフィルタ22、24によってフィルタリングされて、それぞれフィルタリングされた
一般に、横加速度計18および角速度センサ20は、オフセットおよび/またはドリフト誤差(一般にセンサオフセット誤差と呼ばれる)を示す可能性があり、これを補償しない限り、関連するロール検出誤差が生じる可能性がある。このセンサオフセット誤差は、フィルタリングされた
ステップ(164)から、フィルタリングされた
図4では、角速度ωxの収集および処理の以前に、横加速度成分Axの収集および処理を示しているが、相対的な順序は逆になることもあり、またこれらの操作が並行して実行されることもあることを理解すべきである。
測度アルゴリズム300.1、エネルギアルゴリズム300.2、および安全化アルゴリズム200のそれぞれにおいては、対応するセンサオフセット、すなわち
In each of the measure algorithm 300.1, energy algorithm 300.2, and
図5を参照すると、安全化アルゴリズム200は、ステップ(202)から始まり、ここで関連する両フラグSAFING_EVENT_FLAGs(安全化イベントフラグ)、すなわちACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAG(加速度安全化イベントフラグ) および ROLL_SAFING_EVENT_FLAG(ロール安全化イベントフラグ)が最初にリセットされる。次いで、ステップ(204)において、ONGOING_EVENT_FLAGsフラグ(すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGまたはONGOING_ENERGY_EVENT_FLAG)のいずれかが設定されていることでわかるように、測度アルゴリズム300.1またはエネルギアルゴリズム300.2のいずれかが開始されている場合には、次のステップ(206)において、
ステップ(208)に続いて、あるいはステップ(206)に続いて、ステップ(210)において、
代替案として、安全化アルゴリズム200を、前記のフラグの1つだけと、関連する基準だけを組み込むように適合させることによって、安全化基準が、測度アルゴリズム300.1またはエネルギアルゴリズム300.2のいずれかの開始時刻に続く、第1ポイント時刻における第3の加速度閾値
ロールオーバ検出システム10は、測度アルゴリズム300.1またはエネルギアルゴリズム300.2の実装用とは別個のマイクロプセッサを用いて安全化アルゴリズム200を実装することによって信頼性を改善するように適合させてもよく、この場合には安全化アルゴリズム200が進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGsを認識しない場合には、これらのフラグに応じて安全化イベントフラグSAFING_EVENT_FLAGsをリセットするかわりに、1つまたは複数の安全化アクチュエータ30が展開されるまで、あるいは両アルゴリズムが終了してしまうことになるまで、安全化条件が作動状態に維持されるように、一方の安全化基準が最後に満たされた時刻から、ある遅延、例えば
測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2のそれぞれは、図6に示す全体アルゴリズム構造に従って作動し、これらのアルゴリズムはそれぞれ、すべて参照番号300で示してある。特定の参照番号に小数点番号をつけることによって、個別のアルゴリズムを参照することにする。例えば、一般的な全体処理は参照番号300で表し、測度アルゴリズムは300.1で、エネルギアルゴリズムは300.2で表す。別の例をあげると、全般のアルゴリズム計算ステップは参照番号326で表すが、参照番号326.1は測度アルゴリズム300.1のアルゴリズム計算ステップを特に表し、参照番号362.2はエネルギアルゴリズム300.2のアルゴリズム計算ステップを表す。特定のアルゴリズムステップに関連する特定の方程式は、各アルゴリズムについて、図8a〜8cに表形式で示し、関連するパラメータとその例としての値を、図9a、9bに表形式で示してある。
Each of the measure algorithm 300.1 and the energy algorithm 300.2 operates according to the overall algorithm structure shown in FIG. 6, and each of these algorithms is designated by the reference numeral 300. We will refer to individual algorithms by attaching a decimal number to a particular reference number. For example, the general overall process is represented by reference number 300, the measure algorithm is 300.1, and the energy algorithm is 300.2. As another example, the general algorithm calculation step is represented by
図6を参照すると、全体ロール処理アルゴリズムはステップ(302)から開始され、対応する進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGがリセットされる。このONGOING_EVENT_FLAGが設定されることは、ロール処理アルゴリズムの入口基準が満たされ、対応する出口基準は満たされず、したがって関連するアルゴリズムが作動状態であることを示す。次いでステップ(150)において、前述のデータ収集および処理アルゴリズム150に従って、このアルゴリズムで用いられる関連データが、収集かつ処理される。次いでステップ(304)において、ONGOING_EVENT_FLAGが設定されていない場合、つまり潜在的なロール事象からのデータを処理中ではなく、車両12にロール事象が生じていないことを示す場合には、ステップ(306)において1組の入口基準が評価されて関連する閾値と比較され、入口基準が満たされる場合には、ステップ(308)においてONGOING_EVENT_FLAGが設定され、かつステップ(310)において、例えばアルゴリズム関連する様々な動的変数を初期化することによって、アルゴリズムが開始される。
Referring to FIG. 6, the entire roll processing algorithm starts from step (302), and the corresponding progress event flag ONOING_EVENT_FLAG is reset. Setting this ONGOING_EVENT_FLAG indicates that the entry criterion of the roll processing algorithm is satisfied, the corresponding exit criterion is not satisfied, and therefore the associated algorithm is active. Then, in step (150), according to the data collection and
あるいはステップ(304)から、進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGが設定されており、潜在的なロール事象からのデータが処理中であることを示す場合には、ステップ(312)において、関連する時間の測度、例えばサンプル計数が更新されて、ステップ(400)で、新規に収集されたデータが評価されて、センサ(つまり横加速度計18または角速度センサ20)を再較正する必要があるかどうかが判断される。ステップ(400)に関連する処理を図7に示してあり、以下により詳細を説明する。
ステップ(400)から、1つ又は複数のセンサが再較正を必要とする場合、ステップ(314)において再較正を必要とする1つまたは複数のセンサが再較正される。例えば、横加速度計18および角速度センサ20の両方が試験可能であり、既知の刺激をセンサに与え、対応するセンサ出力が既知の刺激と一致するように較正することができる。例えば、横加速度計18が、マイクロマシン加工による、スプリング要素の梁で懸架されたマス要素を含むものであれば、マス要素とハウジングの間に静電場を印加して、基準加速度レベルに相当する量だけ梁を撓ませる。
Alternatively, from step (304), if the progress event flag ONGOING_EVENT_FLAG is set to indicate that data from a potential roll event is being processed, then in step (312) the associated time measure, eg The sample count is updated and, in step (400), the newly collected data is evaluated to determine if the sensor (ie,
From step (400), if one or more sensors require recalibration, in step (314), the one or more sensors that require recalibration are recalibrated. For example, both the
次いで、歪センシング要素からの出力が、基準加速度レベルに一致するように較正係数を計算する。ステップ(316)において、ステップ(314)の処理が、1つまたは複数のセンサが故障していることを示す場合、例えばセンサに試験刺激を加えるか否かにかかわらず、出力に実質的に変化がない場合には、ステップ(318)において、故障状態が設定され、警報装置、例えばライトが作動して車両12のドライバに警告し、ロールオーバ検出システムによる安全拘束アクチュエータ30の展開を不能とする。あるいはステップ(316)から、すなわち横加速度計18および角速度センサ20の両方ともが故障していない場合には、ステップ(320)において、両フラグONGOING_EVENT_FLAGs、すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGおよびONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGが、少なくとも1つのセンサの再較正が行われたことに応じてリセットされて、ステップ(150)から新たな処理が反復される。
A calibration factor is then calculated so that the output from the strain sensing element matches the reference acceleration level. In step (316), if the process of step (314) indicates that one or more sensors are faulty, for example, whether or not a test stimulus is applied to the sensors, the output is substantially changed. If not, in step (318) a fault condition is set and an alarm device, for example a light, is activated to alert the driver of the
あるいはステップ(400)から、どのセンサも再較正の必要がない場合には、ステップ(322)において出口基準が評価されて、ステップ(306)における入口基準を再び満たしてアリゴリズムに再び入る時刻まで、アルゴリズムから退出するかどうかが決定される。ステップ(322)からは、出口基準が満たされる場合には、ステップ(324)においてアルゴリズムがエネルギアルゴリズム300.2であり、かつエネルギアルゴリズム300.2がステップ(306)で連続して登録され、かつ次いでタイムアウト
あるいは、ステップ(322)からは、アルゴリズムがステップ(306)で登録され、かつステップ(322)で退出していない場合に、ステップ(310)またはステップ(312)のいずれかからの時間測度の特定の値にしたがって、アルゴリズムの特定の反復について、関連するアルゴリズム計算が実施される。次いで、ステップ(330)において、関連するアルゴリズム検出基準が、アルゴリズムの特定の反復において満たされ、かつステップ(340)において安全化イベントフラグSAFING_EVENT_FLAG(s)、すなわちACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAGおよび ROLL_SAFING_EVENT_FLAGが設定されている場合には、ステップ(350)においてロール事象が検出され、関連する安全拘束アクチュエータ30が作動される。逆に、ステップ(330)においてアルゴリズム検出基準が満たされない場合、またはステップ(340)において、すべての安全化イベントフラグが非設定であり、関連する安全化基準が、測度アルゴリズム300.1またはエネルギアルゴリズム300.2の実行中のある時刻において満たされない場合には、ステップ(150)から始まる次の反復が継続される。
Alternatively, from step (322), the time measure from either step (310) or step (312) is specified if the algorithm was registered at step (306) and not exited at step (322). Depending on the value of, the associated algorithm calculation is performed for a particular iteration of the algorithm. Then, in step (330), if the relevant algorithm detection criteria are met in a particular iteration of the algorithm and the safety event flag SAFING_EVENT_FLAG (s), ie ACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAG and ROLL_SAFING_EVENT_FLAG, is set in step (340) In step (350), a roll event is detected and the associated
測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2の両方とも、データ収集および処理アルゴリズム150からの横加速度成分Ayおよび縦方向角速度ωx の計測値に依存するが、各アルゴリズムに関連するその他の変数およびパラメータは互いに独立であり、同様にステップ(306)における関連する入口基準、ステップ(310)におけるアルゴリズム初期化、ステップ(322)における関連する出口基準、ステップ(326)におけるアルゴリズム計算、およびステップ(330)におけるアルゴリズム判断基準も独立であり、これらのすべてについての例を図8a,8b、8c、9a、および9bに詳細に示してある。例えば、各アルゴリズムは開始からの時間測度を決定し、縦方向角速度ωxの計測値を積分することによってロール角の測度を計算するが、それぞれのロール角の測度と同様に、これらのそれぞれの時間測度は互いに独立である。測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2の両方とも、それぞれのアルゴリズムによる処理を開始するときに、初期には車両は水平である(すなわちθ(tentrance)=0)と仮定している。
Both the measure algorithm 300.1 and the energy algorithm 300.2 depend on measurements of the lateral acceleration component A y and the longitudinal angular velocity ω x from the data collection and
横方向加速度計18または角速度センサ20のいずれかが再較正を必要とするかどうかを判断する処理400を図7に示してある。ステップ(402)、(404)、(406)および(408)において、フィルタリングされた
次に図6、図8a〜8c、および図9a,9bを参照して、測度アルゴリズム300.1についてより詳細に論じるが、図6のステップ番号は、その関連を示すために、ここでは「.1」のような添え字をつけてある。測度アルゴリズム300.1の進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGは、進行測度イベントフラグONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGと呼び、ステップ(306.1)で入口基準が満たされると、ステップ(308.1)で設定され、ステップ(322.1)で出口基準が満たされるとステップ(320.1)でリセットされる。進行測度イベントフラグONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGは例えば、測度アルゴリズム300.1を実装するための、関連するプロセッサ26のメモリ28内の特定の場所に対応することもある。ステップ(322.1)に続いて、アルゴリズムに入るとその後は、ステップ(322.1)で測度アルゴリズム300.1の出口基準が満たされるか、またはロール事象が検出され安全拘束アクチュエータ30が展開されるまで、測度アルゴリズム300.1からは出ることはない。さらに、測度イベント出口基準が満たされて、測度アルゴリズム300.1から出た後は、測度アルゴリズム300.1は、関連する測度イベント入口基準がその後に満たされる場合には、再び入ることができる。
The measure algorithm 300.1 will now be discussed in more detail with reference to FIGS. 6, 8a-8c, and FIGS. 9a, 9b, but the step numbers in FIG. A subscript such as “1” is attached. The progress event flag ONGOING_EVENT_FLAG of the measure algorithm 300.1 is called the progress measure event flag ONGOING_MEASURES_EVENT_FLAG. When the entrance criterion is satisfied in step (306.1), it is set in step (308.1), and step (322.1). If the exit criterion is satisfied in step (320.1), it is reset. The progress measure event flag ONGOING_MEASURES_EVENT_FLAG may correspond to a particular location in the
ステップ(306.1)における、測度アルゴリズム300.1の入口基準は例えば、
ステップ(310.1)においては、ステップ(308.1)に続いて測度アルゴリズム300.1に最初に入ると、測度アルゴリズム300.1が初期化される。イベントサンプル数nMおよび角度位置の値θM(nM−1)および測度関数R(nM−1)が、例えばゼロ値に初期化される。またイベント入口時刻の直前のサンプル時刻tM(−1)が、現在時刻tに初期化された、測度イベント入口時刻tM(0)の値に初期化され、かつアルゴリズム入口からの時間間隔ΔtM(0)がゼロ値に初期化される。ここで用いた上添え字「M」は、ここでは測度アルゴリズム300.1に関連する変数を表す。 In step (310.1), when the measure algorithm 300.1 is first entered following step (308.1), the measure algorithm 300.1 is initialized. The number of event samples n M, the value θ M (n M −1) of the angular position, and the measure function R (n M −1) are initialized to, for example, zero values. The sample time t M (−1) immediately before the event entry time is initialized to the value of the measure event entry time t M (0), which is initialized at the current time t, and the time interval Δt from the algorithm entry. M (0) is initialized to a zero value. The superscript “M” used here represents a variable related to the measure algorithm 300.1.
測度アルゴリズム300.1の後続の反復時に、ステップ(304.1)において進行測度イベントフラグが設定され、次いでステップ(312.1)においてイベントサンプル数nMが増分され、関連する現行サンプル時刻
ステップ(322.1)において、出口基準が満たされない場合には、アルゴリズム計算はステップ(326.1)において測度アルゴリズム300.1の特定の反復に対して以下のように更新される。
最初に、補償された符号付の角速度値を積分することによって、角度位置θMが以下のように推定される。
First, by integrating the compensated signed angular velocity value, the angular position θ M is estimated as follows:
次に測度関数Rが推定され、これは良度指数(figure-of-merit)FOMを計算するために用いられる。測度関数Rは以下のように求められる。
測度関数Rの第1項に追加される残りの項は、3つの測度の積であり、それは力測度F*、回転運動エネルギ測度KE*、および位置エネルギ測度PE*である。力測度F*は、
例えば
回転運動エネルギ測度PE*は、
力測度F*と回転運動エネルギ測度KE*の積は、
位置エネルギ測度PE*は、定数と角度位置の現行サンプル
良度指数FOMは次式で求められる。
代替案として、特に比較的小さな
しかし、このような理想的な性能が実現できない場合には、検出基準を適当な妥協手段となるように適合させることができる。例えば、重大なロール事象を十分迅速に、つまり関連する1つまたは複数の安全アクチュエータ30を、乗員への傷害を与えるリスクを軽減できるタイミングと速度で展開できるように、関連する頭部接触時間よりも十分に短い時間内に検出するためには、車両を完全にロールさせない(例えば縁石走行(curb trip)または中減速度型から高減速度型のロール事象)程度の重大ロールオーバ事象に応答して1つまたは複数の安全拘束アクチュエータ30が展開するのを許容することが必要なこともある。
However, if such ideal performance cannot be achieved, the detection criteria can be adapted to be an appropriate compromise. For example, more than a related head contact time so that a significant roll event can be deployed quickly enough, that is, the associated
ステップ(330.1)の第1の検出条件として、測度イベント時間ΔtMが、測度イベント時間の範囲(ΔtM min、ΔtM max)内にあるか、どうかを以下のように試験する。
観察された最速の頭部接触時間は、ロール事象の発生後、およそ115ミリ秒程度である。関連するデータ処理および安全拘束展開(例えばエアバッグ膨張)に約30ミリ秒を要すると仮定すると、これらの場合には、安全拘束アクチュエータ30は、ロール事象の開始後約90ミリ秒で完全に展開されることになる。最小起動時間Δtminは、横加速度計18および角速度センサ20からの信号がもたらす情報をできる限り利用しつつ、一方で重大事象における頭部接触を回避するのに、時間余裕をもって展開判断が行えるようにする。最大起動時間Δtmaxは、ロール判別アルゴリズムの連鎖事象に対する脆弱性を低減し、また時間間隔のあいた2つの横方向事象の2番目の事象によってロールオーバが引き起こされる事故において、ロール判別アルゴリズムをリセットし、ロールオーバの第2の「実際の」開始事象を検知することを可能にする。ステップ(330.1)において、測度イベント時間ΔtMが指定された範囲内にある場合には、第1の検出条件は満たされ、追加の検出基準がステップ(330.1)で評価される。そうでない場合には、処理はステップ(150)から次の反復が継続される。
The fastest head contact time observed is on the order of 115 milliseconds after the occurrence of a roll event. Assuming that the associated data processing and safety restraint deployment (eg, airbag inflation) takes about 30 milliseconds, in these cases, the
ステップ(330.1)の第2に検出条件として、例としての車両プラットフォームについて、上述の検出戦略にしがって必要な実質的にすべての事象に対して、良度指数FOMと、十分に迅速な判別時間をもたらす閾値関数
一般に、異なる型式の車両は、閾値関数
ステップ(330.1)の第3の検出条件として、安全拘束アクチュエータ30の予期される展開時において、良度指数FOMの絶対値が、時間に対して増大しているかどうかを、以下のように試験する。
ステップ(330.1)の第4の検出条件として、安全拘束アクチュエータ30の予測される展開時における補償横加速度成分
ステップ(330.1)の第5の検出条件として、
ここで記述する測度アルゴリズム300.1は、一連の車両ロールオーバ試験のデータを用いた試験に合格しており、最終的な車両のロールオーバを高い信頼性で予測できることが実証されている。大きな横加速度によって生じるロール事象については、比較的迅速に予測をすることができ、これによって測度アルゴリズム300.1が、頭部接触が通常最も迅速に発生するタイプのロールオーバに対して、頭部接触以前にエアバッグを展開することが可能となる。一般に、測度アルゴリズム300.1は、縁石走行や高g型横方向減速事象に類似する、短時間および中程度時間のロール事象に対して、比較的早期のロールオーバ検出と、関連する安全拘束アクチュエータ(群)30の比較的早期の起動時間(TTF)を実現する上で利点がある。 The measure algorithm 300.1 described here has passed tests using a series of vehicle rollover test data and has proven to be able to reliably predict the final vehicle rollover. Roll events caused by large lateral accelerations can be predicted relatively quickly so that the measure algorithm 300.1 can be used for the type of rollover where head contact usually occurs most quickly. The airbag can be deployed before contact. In general, measure algorithm 300.1 includes relatively early rollover detection and associated safety restraint actuators for short and medium time roll events, similar to curb travel and high g lateral deceleration events. There is an advantage in realizing the relatively early start-up time (TTF) of (group) 30.
したがって、測度アルゴリズム300.1を組み入れたロールオーバ検出システム10は、以下のステップにより、偶発的な展開を最小化しながら、乗員の頭部接触時間に適合するロールオーバエアバッグの展開時間を可能にする車両のロールオーバの改良型識別法を実現する。
それは、計測された横加速度を用いて将来(20〜30ミリ秒後)のロール運動を予測すること、
横加速度に、角速度および全回転角を組み合わせて、開始角度が水平から約20度未満であるロール事象について、車両の初期角度情報を必要とすることなく、現行回転状態および運動と、回転を生成している強制関数との測度を生成すること、
車両特有の動的特性(ロールオーバ試験データから抽出される)に初期の車両応答測定値を組み合わせて利用して、最終的なロールオーバの発生を、そのような事象が明白になる以前に予測すること、である。
Thus, the
It uses the measured lateral acceleration to predict the future (after 20-30 milliseconds) roll motion,
Combines lateral acceleration with angular velocity and full rotation angle to generate current rotation state and motion and rotation for roll events where the starting angle is less than about 20 degrees from horizontal without requiring initial vehicle angle information Generating a measure with a coercive function
Use vehicle-specific dynamic characteristics (extracted from rollover test data) in combination with initial vehicle response measurements to predict the eventual rollover before such events become apparent It is to be.
図10を参照すると、テストA,テストB、テストCおよびテストDと名づけた4つの異なる試験条件を、測度アルゴリズム300.1とエネルギアルゴリズム300.2を説明かつ比較する目的で表にして示してある(エネルギアルゴリズム300.2については以下にさらに詳細に述べる)。テストAおよびテストBは、螺旋状テストであり、これはエネルギアルゴリズム300.2が、測度アルゴリズム300.1よりも迅速なロールオーバ検出を示す条件を示しており、テストCおよびDは減速スレッドテストであり、これらについては測度アルゴリズム300.1がエネルギアルゴリズム300.2よりも迅速なロールオーバ検出を示す。テストAおよびDにおいては、車両はロールオーバを起こしたが、テストBおよびCにおいては、ロールオーバは起こさず、最大ロール角が、それぞれ37度および34度であった。初期車両速度、平均車両減速度、関連する検出およびイベント時間も、図10に表示してあり、ここで頭部接触時間は乗員(ダミー)の頭部が車両の内装に実際に衝突した時間である。 Referring to FIG. 10, four different test conditions, named Test A, Test B, Test C, and Test D, are tabulated for purposes of explaining and comparing the measure algorithm 300.1 and the energy algorithm 300.2. (Energy algorithm 300.2 is described in further detail below). Test A and Test B are spiral tests, which show that the energy algorithm 300.2 shows a faster rollover detection than the measure algorithm 300.1, and tests C and D are the deceleration thread test For these, the measure algorithm 300.1 shows a faster rollover detection than the energy algorithm 300.2. In tests A and D, the vehicle rolled over, but in tests B and C, no rollover occurred and the maximum roll angles were 37 degrees and 34 degrees, respectively. The initial vehicle speed, average vehicle deceleration, associated detection and event times are also shown in FIG. 10, where the head contact time is the time when the head of the occupant (dummy) actually collided with the interior of the vehicle. is there.
図11a〜11dを参照すると、テストA〜Dについて図10に表示した条件にしたがい、加速度センサ20からのフィルタリングされたロール速度(角速度)、ロール角、および横加速度計18からのフィルタリングされた横加速度を、それぞれ時間の関数として示してある。
図12を参照すると、テストCおよびDについて計算で求めた良度指数を、測度イベント時間ΔtM、すなわち図10の表に示した特定の型式の車両についての実際のスレッド減速テストにおける、測度アルゴリズム300.1の開始からの時間の関数としてプロットしてある。図12には、この特定の形式の車両についての、関連する閾値関数
Referring to FIG. 12, the calculated merit index for tests C and D is the measure event time Δt M , the measure algorithm in the actual thread deceleration test for the specific type of vehicle shown in the table of FIG. Plotted as a function of time from the start of 300.1. FIG. 12 shows the associated threshold function for this particular type of vehicle.
ここで記述する測度アルゴリズム300.1とによって計算した良度指数
図6、図8a〜c、および図9a,9bを参照して、エネルギアルゴリズム300.2についてより詳細に述べるが、ここで図6のステップは、「.2」という添え字をつけて、それに関連することを示している。エネルギアルゴリズムについての、進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGは、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGと呼び、ステップ(306.2)における入口基準が満たされると、ステップ(308.2)において設定され、ステップ(322.2)において出口基準が満たされるとステップ(320.2)においてリセットされる。例えば、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGは、エネルギアルゴリズム300.2を実装する関連するプロセッサ26のメモリ28の特定の場所に対応させてもよい。ステップ(306.2)に続いて、エネルギアルゴリズム300.2に入った後は、ステップ(322.2)においてエネルギイベント出口基準が満たされるか、ロール事象300.2が検出されて、安全拘束アクチュエータ30が展開されるまでは、そこから出ない。さらに、エネルギイベント出口基準が満たされて、エネルギアルゴリズム300.2から出た後に、その後関連するエネルギイベント入口基準が満たされれば、エネルギアルゴリズム300.2に再び入ることができる。
The energy algorithm 300.2 is described in more detail with reference to FIGS. 6, 8a-c, and 9a, 9b, where the step of FIG. It is related. The progress event flag ONGOING_EVENT_FLAG for the energy algorithm is called ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAG and is set in step (308.2) when the entry criteria in step (306.2) are met, and the exit criteria is met in step (322.2). Is reset in step (320.2). For example, ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAG may correspond to a particular location in the
エネルギアルゴリズム300.2は、角速度センサ20からの角速度ωx信号を利用し、車両のロール状態を同定し、車両12の全体エネルギ(回転運動および位置エネルギ)と完全にロールを生じさせるのに必要なエネルギとを比較する。
ステップ(306.2)において、エネルギアルゴリズム300.2の入口基準は、例えば
In step (306.2), the entrance criterion of the energy algorithm 300.2 is, for example,
ステップ(310.2)において、ステップ(306.1)に続いて最初にエネルギアルゴリズム300.2に入場すると、エネルギアルゴリズム300.2が初期化される。イベントサンプル数nEおよび角度位置の値
後続のエネルギアルゴリズム300.2の反復時に、ステップ(304.2)において、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGが設定されている場合には、ステップ(312.2)において、イベントサンプル数nEが増分され、関連する現行のサンプル時刻
エネルギアルゴリズム300.2は、比較的遅いロールオーバ事象が発生する可能性があるために、測度アルゴリズム300.1よりも、リスタートさせるまでに(すなわちアルゴリズムから出てリセットされるまでに)実質的に長い時間を必要とする。特定の型式の車両の例においては、実際のロールオーバデータに基づいて、時間間隔閾値
ステップ(322.2)において、出口基準が満たされない場合には、アルゴリズム計算は、エネルギアルゴリズム300.2の特定の反復について、ステップ(326.2)で以下のように更新される。
最初に、角度位置
First, the angular position
ステップ(326.2)において、アルゴリズム計算は、ジャイロスコープ誤差または重大な車両運動の結果によるオフセットのいずれかによる、角速度ωx信号のオフセットを補償するように適合されており、そうしない場合には、特に角速度が実質的に振動挙動を示す可能性のあるラフ路面状態に対しては、これらのオフセットが、
例えば、図13を参照すると、真の角速度オフセット
図14を参照すると、ロール振動効果に対する上記の補償の効果を示してあり、ここでは、図13にプロットされた角速度データから積分したロール角を、様々な条件について時間の関数として示してある。第1の条件として、真の角速度オフセット
ステップ(326.2)において、アルゴリズムの計算によって、ステップ(306.2)の入口基準が満たされる最近時間の記録がさらに与えられ、これによってステップ(322.2)の出口基準の補助的な基礎が、以下のように与えられる。
エネルギアルゴリズム300.2の主要検出基準は、角速度とロール角の関連する位相空間(すなわちω‐θ位相空間)における、
剛体運動力学に従って、関連する剛体のロール事象と非ロール事象を判別する位相空間内の理論的閾値境界が存在する。例えば、この理論的閾値境界は次式で求められる。
According to rigid body kinematics, there is a theoretical threshold boundary in the phase space that discriminates between related rigid body roll and non-roll events. For example, this theoretical threshold boundary is obtained by the following equation.
しかし、非剛体効果のために、実際の閾値境界は、通常上記の理論閾値境界に沿った約5つまたは6つの連結線分からなる、区分線形境界としてモデル化するのが有利であるが、これをロール事象と非ロール事象の識別性能を改善するために特定の車両12または車両プラットフォームについて適合させてもよい。一般に、この境界は位相空間内の関数(例えば、ロール角θの関数)、位相空間内の区分関数(例えばロール角θの区分関数)、または位相空間でのテーブルルックアップのいずれかで表すことができる。
図15を参照すると、上述の移動平均フィルタを用いてフィルタリングした、実際のロールオーバテストデータを、図11aおよび11bに示すテストAおよびBそれぞれについて、図10の条件に従い、関連する理論的な閾値境界の例および実際の区分線形閾値境界の例と共に、ω‐θ位相空間内にプロットしてある。
However, because of the non-rigid effect, it is advantageous to model the actual threshold boundary as a piecewise linear boundary, usually consisting of about five or six connected segments along the theoretical threshold boundary above. May be adapted for a
Referring to FIG. 15, the actual rollover test data filtered using the above-described moving average filter is associated with the relevant theoretical threshold values for tests A and B shown in FIGS. 11a and 11b, respectively, according to the conditions of FIG. Plotted in the ω-θ phase space along with an example boundary and an example of an actual piecewise linear threshold boundary.
現行順序の組
ω‐θ位相空間における
エネルギ検出基準が、ステップ(330.2)で満足され、かつステップ(340)において、安全化基準が満たされる場合には、ステップ(350)において、関連する1人または複数の乗員への傷害が軽減するために、関連する1つまたは複数の安全拘束アクチュエータ30が展開される。エネルギアルゴリズム300.2の検出基準が満たされるときまでに安全化基準が満たされない場合には、安全化基準が満たされるか、またはステップ(322.2)でエネルギアルゴリズム300.2から出るかのいずれかになるまで、エネルギアルゴリズム300.2が反復されるように、エネルギアルゴリズム300.2の展開決定はラッチされない。
in ω-θ phase space
If the energy detection criteria are satisfied in step (330.2) and if the safety criteria are satisfied in step (340), then in step (350) there is an injury to the relevant passenger or passengers. To mitigate, the associated one or more
測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2は、共通のプロセッサ26上または別個のプロセッサ26上で、直列にでも、並列にでも実行することが可能であることはいうまでもない。直列に実行される場合には、図6に示す1回の反復についてのステップは、一方のアルゴリズムについて完了し、次いで他方のアルゴリズムが、第1のパスに対してステップ(302)から、または後続のパスに対してステップ(150)から開始されることになる。
ロールオーバ検出アルゴリズムは、特定の形式の式によって表されていたが、これらの計算は、本願の教示の範囲を逸脱することなく、様々な方法で、特定のプロセッサ26上に実装できることはいうまでもない。例えば、本願に記載の特定の計算を、特定のプロセッサに実際に実装するためには、例えば関連するアナログ/デジタル変換器の解像度や、特定のプロセッサ26によって実行可能な数学処理の形式と精度、また特定のプロセッサ26のワード長などに応じて、修正を必要とする可能性がある。
It goes without saying that the measure algorithm 300.1 and the energy algorithm 300.2 can be executed in series or in parallel on the
Although rollover detection algorithms have been represented by specific types of equations, it goes without saying that these calculations can be implemented on a
ロール判別アルゴリズムは、本願ではサンプリングされたデータに対して適用すると説明したが、アルゴリズムは、例えばアナログプロセッサを用いて、連続的に実装することも可能であることはいうまでもない。さらに、イベントサンプル数nMは、ロール判別の実際の実装においては、明示式および暗示式のどちらでもよく、また関連する時間依存の変数は、時間tの関数、またはイベントサンプル数nM、nEの関数の、いずれでも表すことができることも理解すべきである。
測度アルゴリズム300.1およびエネルギアルゴリズム300.2は、関連する
Measure algorithm 300.1 and energy algorithm 300.2 are related
図16および17を参照すると、別の実施態様によるロールオーバ検出システム10.1は、図2に示して上述したロールオーバ検出システム10を含むとともに、乗員検出システム42をさらに含み、この乗員検出システムは、乗員44に対する関連するロールオーバ誘起傷害を軽減するために備えられる1つまたは2つ以上の安全拘束アクチュエータ30を組み込んだ車両の、1つまたは2つ以上の内部側面への乗員44の近接度を検知するように適合されている。
With reference to FIGS. 16 and 17, a rollover detection system 10.1 according to another embodiment includes the
乗員検出システム42は、所与の着座場所における、乗員44の存在を少なくとも検知するとともに、乗員が内部境界46から離れている距離を計測すること、および/または乗員44が垂直から、例えば内部境界46に向かって傾いている角度を計測することによって、関連する車両16の内部境界46に対する、乗員44またはその部分、例えば乗員44の頭部の近接度または位置の測度を、乗員が着座する関連する車両シート48の場所についての測度とともに、直接的または間接的に、提供するようにさらに適合させることができる。例えば、乗員検出システム42は、車両12の関連する内部境界46に対する、乗員頭部50、または胴部52の横位置または距離の測度を提供することが可能であり、このことは、関連する頭部50、または胴部52の接触時間、すなわち、乗員頭部50または胴部52が車両12の内部境界46と接触すると予想される時間を推定する上で有益である。
The
乗員検出システム42には、様々な検出技術、例えば、視覚センシング、容量性センシング、能動式もしくは受動式赤外線センシング、レーザーセンシング、光学式センシング、無線(レーダー)センシング、マイクロ波センシング、音波(超音波)センシング、多点シート重量分布センシング、または静電センシングを組み込むことができる。例えば、容量性センシングシステム(または電界センシングシステム)においては、関連する電極(単数または複数)を、検出しようとする乗員に最も近接する、内部ルーフもしくはウィンドウの直上のルーフレイル上、またはピラー上(もしくはその他の固定位置)に配置することもできる。その代わりとして、またはそれに追加して、関連する車両シート48のヘッドレスト位置またはシートバック上部に、電極を配置することもできる。別の例として、例えば、関連する構造化光照明システムと、物体を構造化光との相互作用から検出するための関連するカメラおよび画像処理システムとを組み入れた、視覚システムを用いて、乗員44を検出することもできる。
The
乗員の頭部50または胴部52と、車両12の関連する内部境界46との間の距離の測度を、時間の関数として提供する乗員検出システム42に対しては、関連する距離を時間経過に対して追跡し、それらから、関連する接触時間を推定することができる。例えば、頭部50または胴部52の関連する横速度は、時間に対する関連する位置の変化から推定するるか、またはこの速度を直接的に計測することによって、例えば計測信号のドップラーシフトから、推定することができる。次いで、頭部50または胴部52の関連する横加速度を、関連する速度の、時間に対する変化から推定することができる。例えば、関連する速度は、連続的に推定もしくは計測するか、または不連続間隔で推定もしくは計測することができる。次いで、関連する接触時間を、以下の式を時間について解くことによって推定することができる。
ロールオーバ検出システム10.1には、例えば図17に示すような、コントローラ54が組み込まれており、このコントローラは、図2に示す実施態様による、上記にさらに詳細に記述した、横加速度計18、角速度センサ20、フィルタ22、24、プロセッサ26、およびメモリ28を含む。
左56.1および右56.2の乗員センサの組が、プロセッサ26の1つまたは2つ以上の入力ポートに、例えば単独バス48、多重信号線、または複数の信号ケーブルを介して、動作可能に接続されている。例えば、図17は、左60.1および右60.2両方の第1の乗員センサ、例えば頭上に設置された視覚センサ、ならびに左62.1および右61.2の第2の乗員センサ、例えば、関連する左64.1および右64.2のドア内に設置された容量性センサを含む、実施態様を示している。各乗員着座場所は、それと関連する2つの異なる乗員センサを有するように示してあるが、乗員センサの特定の数は、限定的なものではない。例えば、別の実施態様においては、検知しようとする各着座場所に、1つだけの乗員センサ56.1、56.2があっても、または任意の1つの着座場所に関連して3つ以上の乗員センサがあってもよい。
The rollover detection system 10.1 incorporates a
A set of left 56.1 and right 56.2 occupant sensors can operate on one or more input ports of the
プロセッサ26はまた、例えば信号バス66、多重信号線、または複数の信号ケーブルを介して、関連する組の左30.1および右30.2の安全拘束アクチュエータ、例えば、左32.1および右32.2のシートベルトプリテンショナ、左36.1および右36.2の胴部エアバッグインフレータ、左38.1および右38.2のロールカーテン、左40.1および右40.2のオーバヘッドエアバッグインフレータに接続されている。プロセッサ26は、角速度センサ20および/または横加速度計18の関連する信号から、ロールの方向を特定し、それによって、車両12がローリングしている側L、Rにある1つまたは2つ以上の安全拘束アクチュエータ30を展開することを可能にする。
The
一般的に、安全拘束アクチュエータ30は、必要なときだけに展開することが望ましく、それは、不必要な関連する修理コストを回避するため、また、事故状況において乗員44を保護するために十分なエネルギーを有することが必要な安全拘束アクチュエータ30の「危険」ゾーン内に位置する乗員44への悪影響を避けるためである。したがって、安全拘束アクチュエータ30は、例えば車両の内部(例えば、ウィンドウ、上部ドアレール、天井)との頭部接触によって生じるか、または車両からの放出、または部分的な放出によって生じる乗員への傷害を軽減する便益が、安全拘束アクチュエータ30の展開による傷害の危険を上回る状況において展開するのが有益である。例えば、エアバッグインフレータによる傷害の危険は、一般的に、エアバッグインフレータからの乗員の距離が減少するにつれて増大する。一般に、関連する安全拘束アクチュエータ30を、それが乗員44と相互作用する以前に、完全に展開させることができれば、有益である。異なる安全拘束アクチュエータ30は、異なる量の展開時間を必要とする可能性がある。例えば、エアバッグインフレータは、関連するエアバッグの大きさに応じて、膨張するのに約20ミリ秒が必要である。
In general, it is desirable that the
図10のデータに示すように、ロールオーバ事象は、一般に、前面または側面衝突よりもはるかに遅く、そのために、ロール事象を検出して、関連する安全拘束アクチュエータ30(単数または複数)を展開するまでにかなり長い時間が与えられる。例えば、試験Aにおいて、エネルギーアルゴリズム300.2が、最初にロール事象を検出した後368ミリ秒まで、また安全化アルゴリズム200がロール事象を確認した後59ミリ秒まで、頭部接触は発生しなかった。試験Dにおいては、測度アルゴリズム300.1がロール事象を検出した後、98ミリ秒まで、頭部接触は発生しなった。これらの両方の場合において、関連する頭部接触のかなり以前に、関連する安全拘束アクチュエータ30(単数または複数)を展開するのに十分な時間があり、それによって、関連する拘束アクチュエータ30(単数または複数)を、それらと乗員44との関連する相互作用の以前に、完全に展開させる確率を向上させることができる。しかしながら、ある状況、特にトリップによるロール事象(tripped roll events)、例えば縁石トリップ型ロール事象においては、関連する頭部接触または部分放出の以前に、完全な車両ロールオーバが発生するかどうかを検出するのは不可能である。このことは、例えば、乗員が関連する車両12の内部境界46に対してどこに着座しているかによって変わる可能性がある。これらの状況においては、関連する安全拘束アクチュエータ30(単数または複数)を、それらを頭部接触以前に展開させるように、車両が最終的にロールオーバしない事象に応答して起動される潜在的な危険を冒して、そうでなければ起動されるであろう以前に起動させることによって、頭部接触の後に安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30を展開する結果として生じる悪影響を回避するのが望ましい場合がある。
As shown in the data of FIG. 10, rollover events are generally much slower than frontal or side impacts, so that a roll event is detected and the associated safety restraint actuator (s) 30 are deployed. It will give you quite a long time. For example, in test A, head contact does not occur until 368 milliseconds after energy algorithm 300.2 first detects a roll event and 59 milliseconds after
1つの動作モードによれば、安全化アルゴリズム200によって確認される、測度アルゴリズム300.1またはエネルギーアルゴリズム300.2によるロール事象の検出に応答して、乗員検出システム42は、車両がロールする左側または右側に乗員がいない場合には、関連する左30.1または右30.2の安全拘束アクチュエータ(単数または複数)の起動を禁止することを可能にする。例えば、車両12の右側に乗員が存在しない場合で、かつ車両12が右にロールしようとしている場合には、左着座位置に乗員44が存在しないことを示す、左56.1乗員センサ(単数または複数)からの入力に応答して、プロセッサ26は、左30.1安全拘束アクチュエータ(単数または複数)をロールに応答して起動せず、それによって、不必要に左30.1安全拘束アクチュエータ(単数または複数)を展開することによる潜在的な悪影響、例えば修理コストを避けることができる。
According to one mode of operation, in response to detection of a roll event by the measure algorithm 300.1 or energy algorithm 300.2, as confirmed by the
別の動作モードによれば、安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30の起動のタイミングを、車両12の関連する内部境界46からの乗員44の距離に応答するか、または検知される乗員運動状態に応答性を有する、予測される頭部または胴部の接触時間に応答するように適合させることができる。例えば、乗員検出システム42からの乗員位置の測度、またはそこからの乗員位置の予測に応答して、安全拘束システム(単数または複数)30の起動を、禁止するか、または、さもなければロール事象が検出される時間に対して、遅延もしくは早期化させることができる。
According to another mode of operation, the timing of activation of the safety restraint actuator (s) 30 is responsive to the distance of the occupant 44 from the associated
例えば、関連する車両12の内部境界46との頭部/胴部接触がさし迫るまで[関連する安全拘束アクチュエータ(単数または複数)をどの程度長く展開させる必要があるかどうかに応じて、接触前10〜30ミリ秒程度まで;すなわち、頭部または胴部接触時間が、関連する安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30の展開時間よりも大きい場合には]、いくつかまたはすべての安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30の展開を遅延させて、事象が完全な車両ロールオーバにつながるかどうかの判定または最良の予測をするために、できる限り長い時間をロールオーバ検出システム10.1に提供することもできる。乗員位置または頭部接触に基づいて展開判断を行うことによって、ロール事象と非ロール事象を正確に区別するために、関連する加速度および角速度の測度を推定するための最大量の時間が、ロールオーバ検出システム10.1に提供される。
For example, until head / torso contact with the
別の例として、乗員検出システム42によって、さし迫った頭部接触が検出または予期される場合[例えば、頭部/胴部接触時間が、関連する安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30の展開時間よりも小さいか等しい場合]には、いくつかまたはすべての安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30の展開の早期化を、測度アルゴリズム300.1、エネルギーアルゴリズム300.2、安全化アルゴリズム200の関連する1つまたは2つ以上の閾値を、低いが、なお大きいレベルに低減することによって、行うこともできる。例えば、乗員検出システム42によって、さし迫った頭部接触が検出されるか、または予期される場合には、一組の最小条件が満足される場合、例えば、角速度が、関連する最小閾値、例えば、60度/秒程度を超える場合、および/または横加速度が、関連する最小閾値、(例えば、少なくとも10ミリ秒の間において少なくとも1g)を超える場合に、いくつかまたはすべての安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30を展開させることができる。
As another example, if imminent head contact is detected or expected by occupant detection system 42 [eg, head / torso contact time is deployed in associated safety restraint actuator (s) 30 If less than or equal to time], the deployment of some or all of the safety constraint actuator (s) 30 may be accelerated, the measures algorithm 300.1, energy algorithm 300.2,
別の例として、乗員検出システム42によってさし迫った頭部接触が検出されるか、または予期される場合に、図12および15に示す、測度アルゴリズム300.1およびエネルギーアルゴリズム300.2それぞれに対する、関連する閾値関数の一方または両方を、乗員検出システム42を備えないシステムと比較して、低減することもできる。これらの閾値は、乗員頭部接触の計測速度に応じてさらに調整して、その結果として、速い横方向頭部速度に応じて、低い閾値が提供されるようにすることもできる。さし迫った頭部接触が認識されて、かつこれらの小さい閾値を超えた後に、リセットまたは再使用することのできる拘束装置のいずれもが、展開される可能性が高い。代替選択肢として、エアバッグを含む、すべてのロールオーバ拘束装置を、乗員頭部と関連する車両12の内部境界46との最初の衝突を防止するのに間に合うように、展開することができる。乗員横運動は、潜在的なロールオーバ事象が進行中であることの別の兆候を示すとともに、ロール速度などのその他の検知信号と独立にロールオーバ安全化測度として依拠することも可能である。
As another example, when impending head contact is detected or expected by
別の例として、安全拘束アクチュエータ(単数または複数)を展開する判断が、頭部または胴部接触が乗員検出システム42によって検出されるまで、なされない場合には、安全拘束アクチュエータ(単数または複数)30を、乗員の位置に応じて、選択的に展開することもできる。例えば、シートベルトプリテンショナ32.1、32.2またはオーバヘッドエアバッグインフレータ40.1、40.2は、車両12の関連する内部境界46に寄りかかって位置する乗員に対して比較的無害であるので、これらを、直ちに展開することも可能である。しかしながら、ロールカーテン38.1、38.2または胴部エアバッグインフレータ36.1、36.2の展開の判断は、乗員44と関連する車両12の内部境界46との間にバッグを適切に展開する機会がもたらされるまで遅延させ、それによって、乗員44が、安全拘束アクチュエータ30と車両ドア64.1、64.2またはサイドウィンドウ39.1、39.2との間に位置するのを防止すると同時に、乗員44の保護を強化することができる。
As another example, if the decision to deploy the safety restraint actuator (s) is not made until head or torso contact is detected by the
本明細書に記載のロール識別アルゴリズムは、関連するテストデータから導いており、そのためにパラメータを抽出した車両とは異なる、他の種類の車両に適用する場合には、調節を必要とする可能性があり、この調節の基準は、例えば、ロールオーバ事象をロバストに、かつ早期に検出することであり、同時にまた可能な程度に、非ロールオーバ事象をロールオーバ事象として誤って識別することを避けることである。本願に記載した様々なパラメータについての特定の値は、それに限定されるものではなく、例えばロールオーバの発生しやすさが異なる、異なる型式の車両に対して変えてもよい。例えば、比較的重心の高い車両、または比較的ホイールベースの狭い車両、例えばスポーツユーティリティビークルなどは、比較的重心の低い、またはホイールベースの広い、例えば乗用セダンよりも、ロールオーバを発生しやすい。さらに、ロールオーバ検出システム10は、関連の縦方向加速度計およびピッチ速度センサを備えることによって、ピッチオーバ事象、すなわち車両の局所Y軸回りの事象を検知するように適合させることも可能である。
The roll identification algorithm described here is derived from the relevant test data and may therefore require adjustment when applied to other types of vehicles that are different from the vehicle from which the parameters were extracted. The criteria for this adjustment are, for example, robust and early detection of rollover events and at the same time, avoid misidentifying non-rollover events as rollover events to the extent possible. That is. The specific values for the various parameters described in this application are not limited thereto and may vary for different types of vehicles, for example, where the likelihood of rollover is different. For example, a vehicle with a relatively high center of gravity or a vehicle with a relatively narrow wheelbase, such as a sport utility vehicle, is more likely to generate a rollover than a vehicle with a relatively low center of gravity or a wide wheelbase, such as a riding sedan. In addition, the
乗員センサは、乗員の存在、位置、推定接触時間または接触速度のいずれかに応答して安全拘束システムの展開の修正を可能にすることによって、改良型ロールオーバ検出システムを可能にし、それによってロールオーバ事象によるか、または関連する安全拘束システムの展開による、乗員傷害の可能性を低減する。
特定の実施態様について詳細を説明したが、当業者であれば、本開示の全般的な教示を参考として、これらの詳細に対する、様々な修正態様および代替手法を開発することが可能であることを理解するであろう。したがって、開示した特定の配設は、説明だけを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲およびそのすべての均等物の全範囲を授与されるべきである。
The occupant sensor enables an improved rollover detection system by allowing modification of the deployment of the safety restraint system in response to either occupant presence, position, estimated contact time or contact speed, thereby rolling Reduces the possibility of occupant injury due to an over event or deployment of an associated safety restraint system.
While specific embodiments have been described in detail, those skilled in the art will be able to develop various modifications and alternative approaches to these details with reference to the general teachings of the present disclosure. You will understand. Accordingly, the specific arrangements disclosed are for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention, which is intended to cover the full scope of the appended claims and all equivalents thereof. Should be awarded.
Claims (23)
b.車両内の乗員の存在または位置に応答して、車両の内部境界に対する近接度または位置の測度を提供する乗員センサ;および
c.前記ロール角速度センサと前記乗員センサとに動作可能に結合されて、前記ロール角速度センサからの信号に応答する予測ロールオーバ状態の検出に応答して、安全拘束システムを制御するための信号を生成するように適合されたプロセッサであって、前記乗員センサからの信号に応答して、前記安全拘束システムを制御するための前記信号に関連する検出基準を修正するように適合された前記プロセッサを含む、車両のロールオーバ状態を検出するシステム。a. A roll angular velocity sensor operably coupled to a vehicle and adapted to measure a roll speed about a roll axis of the vehicle, wherein the roll axis substantially coincides with a longitudinal axis of the vehicle Roll angular velocity sensor;
b. An occupant sensor that provides a measure of proximity or position to an internal boundary of the vehicle in response to the presence or position of the occupant in the vehicle; and c. Operatively coupled to the roll angular velocity sensor and the occupant sensor to generate a signal for controlling a safety restraint system in response to detecting a predicted rollover condition responsive to a signal from the roll angular velocity sensor A processor adapted to include a processor adapted to modify a detection criterion associated with the signal for controlling the safety restraint system in response to a signal from the occupant sensor. A system that detects the rollover condition of a vehicle.
a.車両の縦方向軸と実質的に一致するロール軸の回りの、車両のロール角速度の測度の取得を可能にすること;
b.車両内における乗員位置の測度の取得を可能にすること;および
c.安全拘束システムを制御するための信号の生成を可能にすることを含み、前記安全拘束システムを制御するための信号が、前記ロール角速度の測度とともに検出基準に応答性を有し、該検出基準が、前記乗員位置の測度に応答する、前記方法。 A method for enabling detection of a rollover condition of a vehicle,
a. Enabling the acquisition of a measure of the roll angular velocity of the vehicle about a roll axis substantially coincident with the longitudinal axis of the vehicle;
b. Enabling obtaining a measure of occupant position in the vehicle; and c. Enabling the generation of a signal for controlling the safety restraint system, wherein the signal for controlling the safety restraint system is responsive to a detection criterion along with a measure of the roll angular velocity, wherein the detection criterion is Responsive to a measure of the occupant position.
b.前記ロール角速度の測度と前記ロール角の測度との位相空間における閾値関数の特定を可能にすること;
c.乗員位置の測度に応じて前記閾値関数の修正を可能にすること;および
d.前記ロール角速度の測度と前記ロール角の測度との組み合わせを含む位相空間内の測度と、前記閾値関数との比較を可能にすることをさらに含み、安全拘束システムを制御するための信号が、前記位相空間内の測度と前記閾値関数とを比較する操作に応答する、請求項7に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。a. Enabling identification or acquisition of a roll angle measure from a roll angular velocity measure;
b. Enabling the identification of a threshold function in the phase space between the roll angular velocity measure and the roll angle measure;
c. Enabling modification of the threshold function in response to a measure of occupant position; and d. Further comprising enabling comparison between a measure in phase space that includes a combination of the measure of roll angular velocity and the measure of roll angle and the threshold function, the signal for controlling a safety restraint system comprising: The method of enabling detection of a vehicle rollover condition according to claim 7 responsive to an operation of comparing a measure in phase space with the threshold function.
a.車両の横加速度の測度の取得を可能にすること;
b.前記横加速度の測度とロール角速度の測度とに応答して良度指数の特定を可能にすること;
c.乗員位置の測度に応答して良度指数閾値の特定を可能にすること;および
d.前記良度指数と前記良度指数閾値とを比較することによるロールオーバ状態の検出を可能にすることを含む、請求項7に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。The operations that enable the generation of signals to control the safety restraint system
a. Enabling the acquisition of a measure of the vehicle's lateral acceleration;
b. Allowing a particular figure of merit in response to a measure of the measure and the roll angular velocity of the lateral acceleration;
c. Enabling identification of a goodness index threshold in response to a measure of occupant position; and d. 8. The method of enabling detection of a rollover condition of a vehicle according to claim 7, comprising enabling detection of a rollover condition by comparing the goodness index and the goodness index threshold.
b.前記接触時間を、安全拘束システムを乗員と相互作用する以前に展開するのに必要な時間間隔に対応する第1の閾値と比較すること;および
c.前記接触時間と前記第1の閾値を比較する操作に応答して、前記安全拘束システムを制御するための信号を適合させることをさらに含む、請求項7に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。a. estimating a contact time at which at least a part of the occupant contacts an internal part of the vehicle;
b. Comparing the contact time to a first threshold value corresponding to a time interval required to deploy the safety restraint system before interacting with the occupant; and c. 8. The detection of a vehicle rollover condition according to claim 7, further comprising adapting a signal for controlling the safety restraint system in response to an operation of comparing the contact time with the first threshold. How to make it possible.
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